珠海桂山风电场:技术创新引领绿色未来
珠海桂山风电场:技术创新引领绿色未来
2016年9月,珠海桂山海上风电场示范项目在伶仃洋海域正式开工,拉开了广东海上风电发展的序幕。作为广东省首个海上风电项目,珠海桂山风电场不仅在技术上实现了多项突破,还为粤港澳大湾区的绿色发展注入了新的动力。
技术创新引领海上风电发展
珠海桂山风电场位于珠江口伶仃洋水域,属于近海风电场,场址周边被岛屿包围,海底地貌形态复杂。项目总装机容量为12万千瓦,拟安装37台风机机组。面对复杂的地质和海洋环境,广东院设计团队开展了多项技术攻关,取得了27项知识产权成果,并在国内首次应用了多项创新技术。
首创导管架基础设计
桂山项目地处珠江入海口,该海域表层淤泥厚达15~35米,波浪大,且处于台风频发带,因此,风机基础的抗台风与抗疲劳能力是设计考虑的首要问题。结合导管架基础具有刚度大、结构稳定性好等特点,广东院设计团队在国内同类工程中首次采用了导管架基础。导管架建造现场非常壮观。广东院设计的导管架采用在陆地建造厂批量生产、在海上直接吊装的方法,大大减少了施工时间,降低了海上施工风险。
海上大直径试桩工程
试桩是海上风电建设过程中的必要环节,对后续钢管桩的优化设计起到至关重要的作用。项目采用的钢管桩直径达2.2米,平均桩长近60米,是名副其实的“定海神针”,我们先用振动锤稳固钢管桩,再用液压锤“吊打”,将“神针”固定。
水下高强灌浆技术
桂山项目通过水下灌注高强灌浆材料,将导管架基础和钢管桩稳固连接起来。该方案能快速固定导管架,减少海上施工时间,目前在国内也是首次采用哟!
长距离110kV三芯海缆
高压三芯海缆能减少海底路由面积,减少产品和输电的损耗,广东院设计团队在国内率先使用了长距离110kV三芯海缆。
智能巡检机器人系统
今年7月,在珠海桂山海上风电场,一架无人机从巡检任务下发、自动起飞、执行风机不停机巡检任务,到返航、精准降落以及自动充电换电,全流程顺利完成。这意味着,广州成功研制出全球首套深远海风电场无人机多模态智能巡检系统。这是“深远海风电场无人机智能自主巡检关键装置与系统研制”项目的核验现场。该项目属于广东省海洋经济发展(海洋六大产业)支持的重点项目,在广州市规划和自然资源局支持下,由南方科技牵头完成,以产业化为发展目标。
绿色能源助力大湾区可持续发展
项目建成后,预计年发电量近2.66亿千瓦时,每年可节约标煤8.66万吨,减排CO2 20.67万吨,对探索广东海上风电开发模式、促进海上风电设备国产化和海上风机基础选型与施工技术创新、解决我国类似海岛供电难题、促进区域经济社会发展都有着重要意义。
作为国际上首个海上风电与海岛微电网应用项目,桂山项目建成后,电力不仅输出至大陆,还将同时建设三角岛-桂山岛、三角岛-东澳岛-大万山岛之间的海底电缆,将珠海东澳岛、桂山岛和大万山岛三个海岛的微电网与陆上主电网连接起来,为海岛提供持续稳定、价格合理的电力供应。
开创亚洲海上风电制氢先河
近日,珠海市万山区桂山海上风电工业级制氢示范项目成功制氢,标志着亚洲首个工业级海上风电制氢示范项目的顺利落成。该项目安装在桂山海上风电31号风机平台上,31号风机为3兆瓦,每年可发电约1000万千瓦时。项目安装了海水淡化、机械电控、电解制氢三个功能模块,电解槽功率为400千瓦,每小时产氢80标方,纯度99.99%以上。经历过今年强台风的考验,迄今为止已稳定工作600小时以上,总产氢量4.5吨,全年产氢可减排二氧化碳约1350吨。
该海上风电制氢示范项目在达成稳定风电制氢“本职工作”的同时,还应用了智能巡检机器人、智能远程监控管理、结构远程健康监测、结构系统识别等技术,为该项目全寿命期的安全运行保驾护航。项目的实施填补了亚洲和我国海洋风电制氢工程技术领域的空白,为未来国内外海洋能制氢提供了技术参考和宝贵经验,将带动我国海上风电和绿氢产业在规模上和质量上的升级,形成强大的产业链业务优势。
展望:海洋新能源的未来
在海洋强省战略部署下,广州正全力建设海洋创新发展之都,先后制定了相关规划和行动方案,大力发展海洋未来能源、深海未来空间相关产业。当前,新能源配储产业发展普遍面临成本高、利用率低、商业模式单一的问题。为此,南方科技牵头组建了广东新型储能国家研究院有限公司,获批全国唯一国家地方共建新型储能创新中心,将应用经验推广到海上,完成了南方区域首个、全国最大海风+独立储能配套项目阳江峡安储能项目等多个标杆性储能集成及EPC项目,相关项目总装机容量超过450MWh。
据了解,项目团队自主设计了高安全电池储能系统产品,提供100MW/200MWh储能系统,通过优化电池监测预警系统、创新热管理策略、构建多级分层保护系统,实现储能系统“电池安全运行-电能高效变换-能量优化调配”的全面性能提升,以储能技术发展带动海洋新能源推广应用实现重大突破。具有代表性的峡安储能站,采用了当前较为先进的高压级联技术,大幅提高电能转换效率,同时突破行业内不同新旧电池混用的瓶颈问题,极大降低后期运维成本。该储能站于2023年12月正式并网投产,今年2月进入商业运行,参与现货市场日前电能量交易,将有效提升地区电力供应能力,在丰富新型储能商业模式、带动大规模储能在海上风电项目应用、促进储能产业发展等方面发挥示范引领作用。
珠海桂山风电场的成功实践,不仅为广东乃至全国的海上风电开发提供了宝贵经验,也为粤港澳大湾区的能源转型和绿色发展注入了新的动力。随着技术的不断进步和创新,海上风电必将在未来的能源结构中扮演更加重要的角色,为实现碳达峰、碳中和目标作出更大贡献。